4.3氧气的实验室制取第一课时教学设计-2026-2027学年八年级化学鲁教版（五四学制）全一册

《氧气的实验室制取》第一课时教学设计 鲁教版（五四学制2024）初中化学 八年级全一册 第四单元 第三节 一、教材分析 本节选自鲁教版（五四学制2024）八年级化学全一册第四单元第三节，是学生在学习空气成分和氧气性质之后首次系统学习气体实验室制法。教材以“制取一瓶纯净的氧气”为真实任务情境，从反应原理、发生装置、收集方法到操作步骤层层递进，既是对物质性质学习的延伸，也是气体制备一般思路方法的首次系统建构，为后续二氧化碳制取及高中化学实验奠定方法基础。 二、四维核心素养 化学观念：通过制取氧气的实践，初步形成“物质可以通过化学变化转化获得”的物质转化观，认识化学反应条件对产物的影响。科学思维：基于反应物状态和反应条件推理发生装置选择依据，基于气体密度和溶解性推理收集方法，发展模型认知与逻辑推理能力。科学探究：经历提出问题、设计方案、组装装置、动手操作、观察记录的完整探究过程，提升实验操作与探究能力。科学态度与责任：树立严谨求实的科学态度，增强实验安全意识，体会化学实验在物质制备中的价值。 三、教学重难点 教学重点：实验室制取氧气的反应原理与药品选择依据；加热高锰酸钾制取氧气的装置组装与操作步骤；氧气的检验与验满方法。教学难点：发生装置和收集装置的选择依据；实验操作顺序及注意事项的原因理解；装置气密性检查的原理与操作方法。 四、设计意图 本节课以“制取一瓶纯净的氧气”为统领性真实任务，将知识拆解为药品选择、发生装置设计、收集方法选择、实验操作、检验验满五个递进式子任务，让学生在完成任务的过程中主动建构气体制取的一般思路。设计上遵循“从问题出发—在探究中建构—在操作中深化”的认知规律，先由学生讨论设计方案，再动手组装验证，最后反思交流注意事项，充分体现学生主体地位。通过对比不同装置和收集方法的优劣，培养学生的比较分析与决策能力；通过规范操作训练，落实实验基本技能与安全意识。任务式活动设计旨在让学生不仅“学会制取氧气”，更“学会如何制取气体”，形成可迁移的实验方法体系。 五、教学过程 任务一：创设情境——我们需要一瓶氧气 【教师活动】教师展示两张图片：一张是医院抢救病人时使用的氧气瓶，另一张是航天员在空间站呼吸的氧气装置。教师提问：“同学们，我们知道空气中含有氧气，但医院急救和航天飞行中为什么要专门携带氧气瓶？这些氧气是从哪里来的？”引导学生回顾空气成分的知识，思考工业上如何获得大量氧气，进而提出问题：“如果我们在实验室里需要一瓶纯净的氧气，应该怎么制取呢？” 【学生活动】学生观看图片，结合生活经验和已学知识思考并回答问题。有的学生提到工业上用分离液态空气的方法制取氧气，有的学生想到植物光合作用产生氧气。教师顺势引导：工业制法成本高、设备复杂，不适合实验室；光合作用太慢，不适合快速获得。那么实验室里有没有更简便的方法呢？ 【设计意图】从真实的生活和科技情境导入，激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过回顾已有知识，建立新旧知识的联系，自然过渡到实验室制取氧气的课题，让学生带着问题进入新课学习。 任务二：探究活动——选择合适的制取药品 【教师活动】教师向学生展示三种药品样品：高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）、过氧化氢溶液（无色液体）。教师引导：“科学家经过研究发现，含有氧元素的物质在一定条件下可以分解产生氧气。请同学们观察这三种药品的外观特征，思考：如果我们要在实验室制取氧气，选择哪一种药品比较合适？” 【学生活动】学生分组观察药品样品，记录颜色和状态。小组讨论后发表意见：有的小组认为高锰酸钾是紫色的很漂亮，应该选它；有的小组认为过氧化氢是液体，取用方便。教师不急于给出答案，而是引导学生从“反应条件是否容易达到”“实验是否安全”“装置是否简单”等角度思考。 【教师演示】教师演示高锰酸钾受热产生氧气的实验：将少量高锰酸钾放入试管中加热，用带火星的木条伸入试管口，木条复燃。教师强调：“高锰酸钾在加热条件下可以分解产生氧气，这就是我们今天要学习的实验室制取氧气的方法之一。”同时展示高锰酸钾的外观——暗紫色晶体，俗称灰锰氧。 【设计意图】通过观察实物和演示实验，让学生直观认识制取氧气的药品，建立“含氧化合物在一定条件下可以分解产生氧气”的化学观念。培养学生观察、比较和分析能力，为后续学习发生装置的选择做铺垫。 任务三：方案设计——选择并组装发生装置 【教师活动】教师提出问题：“我们已经确定了用高锰酸钾来制取氧气，接下来需要设计一套发生装置。请同学们回忆一下，我们之前学过哪些实验仪器？如果反应物是固体、反应需要加热，应该选择哪些仪器来组装发生装置？” 【学生活动】学生分组讨论，从实验仪器清单中选择合适的仪器：试管、铁架台（带铁夹）、酒精灯、带导管的橡胶塞。教师引导学生思考为什么选择这些仪器：试管作为反应容器，因为可以直接加热；铁架台用于固定试管；酒精灯用于加热；带导管的橡胶塞用于导出气体。 【教师追问】“为什么试管口要略向下倾斜？”学生小组讨论后回答：防止加热时药品中的湿存水变成水蒸气，在试管口冷凝成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。教师进一步追问：“为什么要在试管口放一团棉花？”学生思考后，教师演示：如果不放棉花，加热时高锰酸钾粉末会随气流进入导管，堵塞导管或进入水槽使水变红。棉花的作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 【学生活动】学生以小组为单位，按照“从下到上、从左到右”的顺序尝试组装发生装置。教师巡视指导，纠正不规范的操作：铁夹应夹在离试管口约三分之一处；试管口略向下倾斜；导管伸入试管内不宜过长，稍露出橡胶塞即可，便于气体排出。 【设计意图】通过问题串引导学生思考发生装置选择的依据——反应物状态和反应条件，培养学生的模型认知能力。动手组装装置的环节让学生在实践中掌握仪器连接的基本操作，理解每个操作要点背后的原因，而不是机械记忆。 任务四：对比分析——选择氧气的收集方法 【教师活动】教师提问：“发生装置设计好了，产生的氧气如何收集呢？请同学们回忆一下，我们学过哪些收集气体的方法？选择收集方法的依据是什么？” 【学生活动】学生回顾学过的气体收集方法：排水集气法和排空气集气法。教师引导学生从氧气的物理性质出发分析：氧气不易溶于水，所以可以用排水集气法收集；氧气的密度比空气略大，所以可以用向上排空气法收集。 【教师追问】“两种收集方法各有什么优缺点？如果我们需要一瓶较纯净的氧气，应该选哪种方法？如果需要一瓶干燥的氧气呢？”学生小组讨论后得出结论：排水法收集的氧气比较纯净，但不干燥；向上排空气法收集的氧气比较干燥，但纯度不高。本节课我们先用排水法收集一瓶氧气。 【设计意图】通过对比分析两种收集方法的优缺点，培养学生比较分析和决策能力。让学生理解收集方法的选择依据是气体的物理性质（溶解性和密度），建立“性质决定收集方法”的化学思维。 任务五：动手实践——制取并收集一瓶氧气 【教师活动】教师引导学生梳理实验操作的完整步骤，用谐音“查、装、定、点、收、离、熄”帮助学生记忆。教师逐项讲解每个步骤的操作要点和注意事项： 第一步“查”：检查装置的气密性。教师示范操作：将导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。教师解释原理：手握试管使试管内空气受热膨胀，从导管口逸出形成气泡；松开手后试管内温度降低、压强减小，水在大气压作用下进入导管形成水柱。 第二步“装”：向试管中装入药品。教师强调：药品要平铺在试管底部，这样可以增大受热面积，使药品均匀受热。在试管口放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 第三步“定”：将试管固定在铁架台上。铁夹夹在离试管口约三分之一处，试管口略向下倾斜。 第四步“点”：点燃酒精灯加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热（预热），然后再对准药品所在部位集中加热。 第五步“收”：用排水法收集气体。教师强调：刚开始加热时导管口冒出的气泡是试管和导管中的空气，不宜立即收集。要等到导管口有连续均匀的气泡冒出时再开始收集，否则收集的氧气不纯。当集气瓶口有大气泡向外冒出时，说明氧气已收集满。在水面下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。 第六步“离”：实验结束时，先将导管从水槽中移出。 第七步“熄”：再熄灭酒精灯。 【教师追问】“为什么实验结束时要先移导管再熄灭酒精灯？如果颠倒顺序会怎样？”学生小组讨论后回答：如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，使试管炸裂。 【学生活动】学生以小组为单位，按照上述步骤动手完成制取氧气的实验。教师巡视指导，重点关注：装置气密性检查是否规范；加热前是否预热；收集时机是否正确；实验结束时操作顺序是否正确。教师及时纠正不规范操作，提醒注意安全。 【设计意图】通过完整的实验操作训练，让学生掌握制取氧气的实验技能，理解每一步操作背后的科学道理。用谐音记忆法帮助学生记忆操作顺序，降低学习难度。动手实验环节培养学生的实验操作能力和团队合作精神，同时渗透安全意识教育。 任务六：验证成果——氧气的检验与验满 【教师活动】教师提问：“我们收集了一瓶气体，怎么证明它就是氧气呢？”引导学生回忆氧气的化学性质——氧气可以支持燃烧，能使带火星的木条复燃。教师示范检验操作：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明瓶内气体是氧气。 【教师追问】“用排水法收集时，我们怎么知道氧气已经收集满了？用向上排空气法收集时，又怎么验满呢？”学生小组讨论后回答：排水法收集时，观察集气瓶口是否有大气泡向外冒出，有气泡说明已集满；向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满。 【学生活动】学生分组完成氧气的检验和验满操作，观察并记录实验现象。各小组展示自己收集的氧气，互相观察比较集气瓶中气体的颜色（无色）和集气瓶放置方式（正放）。 【设计意图】通过检验和验满操作，让学生掌握氧气的特性和验证方法，区分“检验”和“验满”的不同——检验是伸入瓶内看是不是氧气，验满是放在瓶口看有没有满。培养学生严谨的实验态度和规范的实验操作习惯。 任务七：反思提升——实验中的问题与改进 【教师活动】教师引导学生回顾整个实验过程，提出问题：“在刚才的实验中，你遇到了哪些问题？你是怎么解决的？还有哪些地方可以改进？”教师组织各小组分享实验中的发现和困惑。 【学生活动】各小组代表发言分享实验中的问题和收获：有的小组发现装置气密性检查时气泡不明显，原因可能是手温不够或装置漏气；有的小组发现收集的氧气不够满，原因可能是开始收集太早或药品量不足；有的小组注意到水槽中的水变成了淡红色，原因是试管口没有放棉花，高锰酸钾粉末进入了水槽。 【教师总结】教师对学生的分享进行点评和总结，梳理实验中的关键注意事项：检查气密性要仔细；药品要平铺均匀；试管口要放棉花；开始有气泡时不能立即收集；实验结束先移导管再熄灯；注意安全，防止烫伤。 【设计意图】通过反思交流环节，让学生从自己的实验经历中总结经验教训，深化对实验操作的理解。培养学生的反思能力和表达交流能力，形成“实践—反思—改进”的科学探究闭环。 任务八：梳理总结——构建气体制取的一般思路 【教师活动】教师引导学生梳理本节课的知识脉络：我们今天学习了加热高锰酸钾制取氧气的方法，从药品选择→发生装置→收集方法→实验操作→检验验满，形成了一套完整的气体制取思路。教师用思维导图的形式在黑板上展示，帮助学生建立系统的知识框架。 【学生活动】学生跟随教师一起回顾本节课的学习内容，记录笔记。教师布置课后思考：“除了加热高锰酸钾，还有其他方法可以制取氧气吗？我们下节课继续探究。” 【设计意图】通过课堂小结，帮助学生梳理知识体系，建构气体制取的一般思路和方法。课后思考题为下节课学习过氧化氢制取氧气和催化剂概念埋下伏笔，激发学生继续探究的兴趣。 六、板书设计 【板书设计】 第三节 氧气的实验室制取（第一课时） 一、药品：高锰酸钾（暗紫色固体） 二、发生装置：固体加热型 仪器：试管、铁架台、酒精灯、带导管的橡胶塞 注意：试管口略向下倾斜；试管口放一团棉花 三、收集方法： 排水法（氧气不易溶于水）——较纯净 向上排空气法（氧气密度比空气大）——较干燥 四、操作步骤：查→装→定→点→收→离→熄 查：检查装置气密性 装：装入药品，管口放棉花 定：固定试管，管口略向下 点：先预热，再集中加热 收：气泡连续均匀时收集 离：先将导管移出水面 熄：再熄灭酒精灯 五、检验与验满： 检验：带火星木条伸入瓶内，复燃则为氧气 验满：带火星木条放在瓶口，复燃则已满 学科网（北京）股份有限公司 $